[发明专利]一种风电机组健康度与服役质量评估方法

说明书

本发明公开了一种风电机组健康度与服役质量评估方法，通过综合考虑风电机组各类故障的严重程度、发生频次以及持续时间，采用故障模式与影响分析方法，定义并计算了风电机组的健康度，实现了对风电机组健康状态的综合量化评估；在此基础上，通过综合考虑风电机组的健康度、等效可利用小时数、可利用率、平均无故障运行小时数、平均维护小时数、损失电量等性能和可靠性指标，采用多属性决策方法，定义并计算了风电机组服役质量指数，实现了对风电机组整体服役态势的综合量化评估。本发明优势在于能够自动计算出故障对风电机组可靠性的综合影响以及能够对风电机组的整体服役态势进行综合量化评估。

技术领域

本发明属于可靠性领域，涉及一种健康度与服役质量评估方法，具体涉及一种风电机组健康度与服役质量评估方法。

背景技术

我国风电产业从容量上虽然己处于世界前列，但风电机组的运行和维护技术现状却不容乐观，亟待进一步提高。我国风电机组的故障率普遍高于其它发电设备。随着越来越多的机组投入运行，机组故障也越来越多地暴露出来，出现了齿轮箱早期损坏、主轴断裂、叶片开裂、发电机损毁等故障。与陆上风电机组相比，海上风电机组所处的工作环境极为复杂，往往面临着海雾腐蚀、海浪冲击、雷电、结冰、台风等恶劣环境的影响。对于服役年限为20年的陆上风电机组，其维护成本在风场总收入中占比达10％～15％，对于海上风电场，占比更是高达20％～25％。

风电机组运行维护费用居高不下，其中一个原因是由于风电机组所处的外界环境恶劣多变因此造成频繁的故障；另一重要原因则为风电场长期采用“定期维修”和“事故维修”的维修策略，无法做到提前预测，及时发现故障并控制故障恶化发展也是重要的原因。传统“定期维修”采用固定周期开展机组监测与维护，一方面容易造成维修过剩，另一方面也有可能维修不足，原因在于不能在合适的时间开展适度的维护，对非维修时期产生的异常不能及时处理极易造成隐患的不断恶化，从而造成重大故障的发生：而“事故维修则是被动开展维修工作，事前准备不充分，故障的关键信息缺少，因此维修工作难度大，停机时间长，运维成本高，经济损失严重。因此，如何合理有效地评估风电机组的故障影响，掌握风电机组的整体运行态势，开展主动性运维和预测性运维，降低风电场运行维护成本，已成为我国发展风电技术需迫切解决的关键问题。

目前，风电场对于历史故障数据的统计分析仅限于统计故障的发生频次和持续时间，而对于故障的严重程度缺乏量化标准。在进行故障的统计分析时没有考虑到不同故障的权重差异，有些故障发生一次就会对机组可靠性产生重大影响，而有些故障发生100次其对机组可靠性的影响依然很小。在进行风电机组的故障排名时，单纯以故障的发生频次或持续时间来进行排名显然有失偏颇，应该综合考虑故障的严重程度、故障发生频次以及故障持续时间，通过计算一个综合性的量化指标来对风电机组的故障情况进行排名。此外，目前对于风电机组服役质量状态的评价往往是通过计算单一维度的指标，如可靠性指标MTBF、MTTR、失效率等，性能指标可利用率、等效可利用小时数、损失电量等，这些指标能够在一定程度上反映风电机组的可靠性和性能状态，但每一个指标所反映的内容有限，只能体现某一维度上状态信息，无法从整体上对风电机组的服役状态进行综合评估。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种风电机组健康度与服役质量评估方法，其优势在于能够自动计算出故障对风电机组可靠性的综合影响以及能够对风电机组的整体服役态势进行综合量化评估。通过综合考虑风电机组各类故障的严重程度、发生频次以及持续时间，采用故障模式与影响分析方法，定义并计算了风电机组的健康度，实现了对风电机组健康状态的综合量化评估；在此基础上，通过综合考虑风电机组的健康度、等效可利用小时数、可利用率、平均无故障运行小时数、平均维护小时数、损失电量等性能和可靠性指标，采用多属性决策方法，定义并计算了风电机组服役质量指数，实现了对风电机组整体服役状态的量化评估。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为，

一种风电机组健康度与服役质量评估方法，包括风电机组健康度评估方法和风电机组服役质量评估方法；